試行錯誤な日々: Raspberry PiでLEDの点滅、SSHログインする方法

背景

Raspberry Piで遊ぶ会を開催しました。

Raspberry Piで活動を始める方に有用だと思う情報を、記事としてまとめます。

全体像

使うもの
Raspberry Piとは
初期設定
LEDを点滅させてみよう
sshでログインしてみよう
まとめ

使うもの

Raspberry Pi
秋月電子、スイッチサイエンス、Amazonなどで買えます
RaspbianをインストールしたmicroSDカード
5V電源
HDMI接続できるモニタ
キーボード・マウス
ブレッドボード
オスメス・オスオスジャンパワイヤ
LED
抵抗

Raspberry Piとは

Raspberry Piとは、2012年3月から発売されている小型のパソコンです。
同様の製品と比べて価格が低く、Maker（物作り）ブームと重なったことから、電子工作の材料として広く普及しました。

Raspberry PiにはGPIO（General Purpose Input Output）ピンが出ていて、そのピンから信号を発信したり、受信したりすることで、LEDなどの出力装置、温度センサなどの入力装置などと連動する作品を作れます。
インターネットと接続すれば、ネットの情報と連動する作品を作れます。

web上に多くの事例が公開されているので、何かやりたいことがあったら「Raspberry Pi」 + 「知りたいこと」で検索してみると参考になると思います。

この会では、そんなRaspberry Piを使って遊びます。

初期設定

キーボードの設定

Rspbianのキーボードの初期設定は英語になっています。
Raspberry Piをモニタと接続して日本語のキーボードで操作したい場合は、キーボード設定を日本語にしないと、期待通りに文字を入力できないことがあります。
設定からキーボードを選択し、日本語にしてください。

ターミナルから操作したい場合はraspi-configで設定変更できます。

インターネットに接続

有線LANを利用する場合は、LANケーブルをRaspberry Piに接続してください。

WiFiを使う場合は、Raspbianの右上にある項目からWiFi設定を開き、使いたいWiFiに接続してください。

ターミナルからWiFiの設定を変更したい場合は、

vimのインストール

プログラムを作るときに利用するエディタ（編集プログラム）です。
標準でインストールされているviは使いにくいと個人的に思うため、この手順でvimをインストールして、使い勝手を良くすることをお勧めしますs。

「Ctrl + Alt + t」を入力するか、メニューから選択して、ターミナルを立ち上げます。
インターネットに接続した状態で下記のコマンドを入力すると、vimがインストールされます。

sudo apt install vim

LEDを点滅させてみよう

Raspberry PiのGPIOピンから信号を出して、LEDを点滅（通称 Lチカ）させてみましょう。

回路の作成

ブレッドボードなどを使って、このような回路を作ってみましょう。

GPIO4 <-> LED <-> 抵抗 <-> GND

抵抗は回路に含まれていればいいので、LEDは順序が逆になっても構いません。
LEDは極性があるので、足が長い方（アノード、陽極、プラス側）をGPIO側に、足が短い方（カソード、陰極、マイナス側）をGND側に向けてください、

プログラムの作成

Pythonというプログラミング言語で、LEDを点灯させるプログラムを作ってみましょう。

ターミナルというパソコンとやりとりをする画面から、viというエディタを使ってプログラムを作ります。
「Ctrl + Alt + t」を入力するか、メニューから選択して、ターミナルを立ち上げます。

よく使うと思うターミナルとviの操作方法を紹介した後、プログラムの作り方と実行方法を共有します。

よく使うと思うターミナルの操作

今居るディレクトリ（フォルダ）にあるファイルを一覧する

ls

ディレクトリを移動する

cd [ディレクトリ名]

ディレクトリを作る

mkdir [ディレクトリ名]

ファイルを消す

rm [ファイル名]

ディレクトリとファイルを消す

rm -r [ディレクトリ名]

viでファイルを新規作成、もしくは編集する

vi [ファイル名]

よく使うと思うviの操作

編集モードに入る

編集モードを出る

Ctrl + c

保存して終了する

:wq

保存セずに終了する

:q!

プログラムの作成と実行

下記のコマンドを入力してviを立ち上げます。

vi led.py

このようなプログラムを書いてみてください。

led.py

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(4, GPIO.OUT)

while True:
    GPIO.output(4, True)
    time.sleep(1)
    GPIO.output(4, False)
    time.sleep(1)

下記のコマンドで、プログラムを実行できます。

python led.py

成功すると、LEDが1秒ごとに点滅します。

参考
GPIOでLEDの点滅(Python)

sshでログインしてみよう

sshという仕組みでネットワークを通してRaspberry Piへログインすることで、モニタとキーボードを接続してターミナルで行う操作とほぼ同じことを、別のPCからできます。

ssh接続にするために、Raspberry Piの設定変更を行います。
これらの項目はは全て設定画面かraspi-configで編集できます。

sudo raspi-config

ホスト名を変更
同じホスト名のRaspberry Piが同じネットワークに存在すると、ホスト名を使ったログインがうまくできない場合があるので、被らない名前に変更します。
パスワードを変更
インストール時のパスワード（raspberry）は広く知られていてセキュリティ的に良くないため、別の適当なパスワードに変更してください。
sshを有効化
Raspbianはデフォルトではsshがoffになっているため、有効にしてください。

Windowsの場合

Windowsの場合は標準ではsshでログインできるプログラムがインストールされていないので、sshログインできるプログラムをインストールしてください。
Chrome上で使えるSecureShell、FireFox上で使えるFireSSJ、Windowsにインストールして使うTeraTermなどがあります。

Windowsからteratermを使ってログインする場合、ホスト名が使えないようなので、下記のコマンドでIPを確認してください。
(ローカルなIPは「192.168.*.*」という規則で割り当てられることが多いです。)

ifconfig

MacとLinuxの場合

sshでログインできるプログラムで、pi@「設定したホスト名」.localにログインします。

ssh pi@「設定したホスト名」.local

sshログインできたら下記のコマンドを入力して、先ほど作ったledを点滅させるプログラムを実行してみましょう。

python led.py

まとめ

Raspberry PiにsshログインしてLEDを点滅させました。

Raspberry Piで遊び始めるための足ががりになれば嬉しいです。

更新履歴

2018.03.27
ブレッドボードの写真の配線が間違っていたので、修正しました。
2018.04.29
Windows向けのsshログインの手順に、ipアドレスを確認するためのifconfigコマンドを追加しました。
2018.05.12
記事のタイトルを「共有情報」から「〜する方法」に変更しました。

試行錯誤な日々

ページ

2018年3月25日日曜日

Raspberry PiでLEDの点滅、SSHログインする方法

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